5
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman Pisang Barangan
Sistematika tanaman atau Taksonomi tanaman pisang barangan diklasifikasikan sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Class : Monocotyledonae Ordo : Musales
Familia : Musaceae Genus : Musa
Spesies : Musa Paradisiaca sapientum L
Pisang barangan ini berasal dari Medan, Sumatera Utara. Kulit buahnya agak tebal, bentuk buahnya melengkung dengan ujung menbulat. Produksi buahnya antara 100 – 150 buah per pohon. Bobot rata-rata setiap buahnya sekitar 100 g.
6
bunga pisang (jantung), sedangkan yang berdiri tegak diatas tanah yang biasanya dianggap batang itu adalah batang semu. Batang semu ini terbentuk dari pelepah daun panjang yang saling menelangkup dengan menutupi dengan kuat dan kompak sehingga bisa berdiri tegak seperti batang tanaman (Satuhu, 2006).
Menurut Purseglove (1972) dalam Hendrasetiafitri. (2002), menyatakan bahwa sehabis di tebang batang pisang bisa mempunyai berat mencapai lebih dari 27 kg mengandung 93% air dan 1,5-3% serat. Serat tersebut mengandung sekitar 63% selulosa, 20% hemiselulosa dan sekitar 5% lignin.
Tabel 1. Komponen kimia beberapa serat penting
Fiber Lignin (%) Selulosa (%) Hemiselulosa Ash Content
Tandan kosong sawit 19 65 - 2 Serat mesocarp sawit 11 60 - 3 Sabut 40-50 32-43 0,15-0,25 - Pisang 5 63-64 19 - Daun nanas 12,7 81,5 - - Sumber: Sreekala et.al (1997)
Sifat mekanis serat pisang apabila dibandingkan dengan serat penting lainnya ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2. Sifat mekanis beberapa serat penting
Fiber Tensile strength (MPa) Elongation (%) Tuoghness (MPa)
Sisal 580 4,3 1,200 Daun nanas 640 2,4 970 Pisang 540 3 816 Sabut 140 25 3,200 Sumber: Sreekala et.al (1997)
7
Tabel 3. Data Luas Panen, Produktifitas dan Produksi Tanaman Pisang Tahun 2007
No. Kabupaten/Kota Panen (Ha) Produktivitas (Kw/Ha) Sumber : Dinas Pertanian Provinsi Sumatera Utara Tahun 2008
Papan Partikel
Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel kayu terbuat dari partikel- partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat atau bahan pengikat lainnya kemudian dikempa panas (Maloney, 1993). Menurut Dewan Standarisasi Nasional (DSN, 1996) dalam SNI 03-2105-1996 papan partikel merupakan produk kayu yang dihasilkan dari hasil pengempaan panas antara campuran partikel kayu atau berlignoselulosa lainnya dengan perekat organic serta bahan pelengkap lainnya dibuat dengan cara pengempaan mendatar dengan dua lempeng mendatar
8 1. Berat jenis kayu
Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis kayu harus lebih dari satu, yaitu lebih dari 1,3 agar mutu papan partikelnya baik. Pada keadaan tersebut proses pengempaan berjalan optimal sehingga kontak antar partikel baik.
2. Zat ekstrktif kayu
Kayu yang berminyak akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik dibandingkan dengan papan partikel yang tidak berminyak. Zat ektraktif seperti itu akan mengganggu proses perekatan.
3. Jenis kayu
Jenis kayu (misalnya Meranti kuning) yang kalau dibuat papan partikel emisi formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lain (misalnya meranti merah).
4. Jenis campuran kayu
Keteguhan lentur papan partikel dari campuran jenis kayu ada diantara keteguhan lentur papan partikel dari jenis tunggalnya, karena itu papan partikel struktural lebih baik dibuat dari satu jenis kayu dari pada campuran jenis kayu.
5. Ukuran partikel
Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik daripada yang dibuat dari serbuk kayu karena ukuran tatal lebih besar daripada serbuk. Karena itu, papan partikel struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.
6. Kulit kayu
9 7. Perekat
Macam partikel yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel. Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai contoh, penggunaan perekat Urea Formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi akan menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat internalnya lebih baik tetapi emisi formaldehidanya lebih jelek.
8. Pengolahan
Proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat mengurangi mutu papan partikel. Sebagai contoh hamparan (campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 10-14% bila terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel akan menurun.
Maloney (1993) dalam Hendrasetiafitri (2002) membedakan papan partikel berdasarkan ukuran partikel dalam pembentukan lembaran menjadi tiga macam, yaitu:
a. Papan partikel homogen (Single-Layer Particleboard). Papan jenis ini tidak memiliki perbedaan ukuran partikel pada bagian tengah ataupun permukaan. b. Papan partikel berlapis tiga (Three-Layer Particleboard). Papan jenis ini
10
c. Papan partikel bertingkat berlapis tiga (Graduated Three-Layers Particleboard). Papan jenis ini mempunyai ukuran partikel dan kerapatan yang berbeda antara bagian permukaan dan bagian tengahnya.
Dikemukakan juga bahwa berdasarkan kerapatannya, papan partikel dapat dibagi kedalam 3 golongan yaitu: a. Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu papan mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3. b. Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particle), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm3. c. Papan partikel berkerapatan tinggi (Hight Density Particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.
Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) tiga ciri utama papan yang menentukan sifat-sifatnya adalah sebagai berikut:
1. Spesies dan Bentuk Partikel
Sifat yang diinginkan dari partikel berbentuk serpih untuk kekuatan dan partikel-partikel halus untuk permukaan yang licin. Aspek terpenting bentuk partikel ialah panjang partikel dan nisbah tebal ke panjang.
2. Kerapatan Papan dan Profil Kerapatan
11
Semakin banyak resin digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan semakin stabil dimensi papannya. Namun, untuk alasan-alasan ekonomis tidak diinginkan untuk menggunakan jumlah resin yang lebih banyak daripada yang diperlukan untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan. Secara normal, kandungan resin papan berperekat urea bervariasi dari 6 sampai 10% atas dasar berat resin padat.
Perlakuan Perendaman
Gula atau zat ektraktif lainnya dapat mengurangi keteguhan rekat karena dapat menghalangi perekat untuk bereaksi dengan komponen dalam dinding sel seperti kayu seperti selulosa. Makin banyak zat ekstraktif dalam suatu kayu, makin banyak pula pengarunya terhadap keteguhan rekat. Salah satu cara untuk mengurangi zat ekstraktif ini adalah dengan cara perendaman (Sutigno, 2000).
Zat ekstraktif berpengaruh terhadap konsumsi perekat, laju pengerasan perekat dan daya tahan papan partikel yang dihasilkannya. Selain itu bahan yang dapat menguap dapat menyebabkan terjadinya blowing atau deliminasi pada proses pengempaan (Maloney, 1993).
12
Perendaman dalam air dingin selama 24 jam sudah cukup untuk mengeluarkan dan melarutkan beberapa senyawaan dalam kayu. Kelarutan dengan air panas dapat menimbulkan hidrolisis beberapa lignin dan resin. Kelarutan dalam air panas tersebut akan menghasilkan asam organik bebas. Sifat tersebut menyebabkan bagian yang larut dalam air panas selalu lebih besar daripada dalam air dingin (Riyadi, 2004).
Saputra (2004) dalam Iswanto et al. (2007) menyatakan dengan menggunakan air panas, dapat larut zat-zat seperti getah, lilin, pektin, zat warna dan protein selain itu, zat ekstraktif yang larut dalam air panas meliputi garam-garam anorganik, garam-garam-garam-garam organik, gula siklotot, gum pektin, galaktan, tanin, pigmen, polisakarida dan komponen lain yang terhidrolisis. Hadi (1988) mengemukakan bahwa perendaman panas sangat berpengaruh positif terhadap stabilitas dimensi papan partikel.
Iswanto et al. (2007) melakukan penelitian tentang pengaruh perendaman partikel terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel dari ampas tebu, hasil analisis menunjukkan bahwa Papan partikel terbaik dari hasil penelitian ini adalah papan yang dihasilkan dari perlakuan perendaman partikel dalam air panas selama 2 jam. Hasil pengujian papan partikel telah memenuhi standar JIS A 5908-2003 dan SNI 03- 2105-1996, kecuali untuk nilai Modulus of Elasticit dan kuat pegang sekrup masih di bawah standar yang dipersyaratkan.
13
sehingga mendukung keberhasilan proses perekatan dan kondisi partikel yang bersifat asam akan menghasilkan pengerasan perekat.
Perendaman asam asetat melarutkan zat ekstraktif terutama pati yang bersifat polihidroksi atau bersifat higroskopis. Akibat kehilangan zat ekstraktif tersebut maka sifat higroskopis papan rendah, sehingga PT juga menjadi rendah. Selain itu, kelarutan zat ekstraktif menyebabakan perekat lebih mudah masuk kedalam rongga partikel sehingga papan yang dihasilkan lebih padat. Pasaribu (1987) menyatakan struktur papan yang lebih padat akan menyerap air dari lingkungan lebih sedikit dibanding struktur lembaran yang kurang padat, sehingga PT papan partikel, semen akan lebih rendah.
Fengel dan Wegener (1984) menyatakan bahwa suasana asam akan menghidrolisis polisakarida kayu termasuk didalamnya selulosa dan hemiselulosa. Tingginya keasaman juga dapat menyerang komponen kayu tersebut, sehingga berkurangnya daya tahan kayu, kekuatan kayu, dan bertambahnya kerusakan kayu. Pengempaan pada kondisi partikel yang asam dan tidak diiringi dengan penurunan suhu kempa menyebabkan penurunan kekuatan ikatan pada garis rekat.
Perekat Urea Formaldehida
14
menyebabkan pencemaran pada udara, mulai dari bau yang kurang enak sampai terjadinya gangguan kesehatan (Sutigno, 2000).
Urea formaldehida (UF) termasuk salah satu perekat termosetting hasil reaksi kondensasi dan polimerisasi antara urea dan formaldehid. Rendahnya harga perekat, cepatnya pengerasan dibandingkan PF pada suhu yang sama, dan pembentukan garis retak (glue line) yang tak berwarna menyebabkan perekat ini menguntungkan dalam industri kayu lapis dan papan partikel (Achmadi, 1990). Penggunaan perekat pada suhu dingin, laju kerusakan struktur perekat sangat lambat tetapi pada suhu diatas 40°C kerusakan perekat dipercepat sedangkan diatas 60°C kerusakan sangat cepat. Kebutuhan perekat UF untuk pembuatan papan partikel berkisar 6-12 %. Dengan perekat UF, suhu inti pada lembaran papan partikel sekitar 100°C diperlukan untuk pematangan akhir.
